Атомдардағы кванттық желі: сарапшылар алғаш рет үш алыс кубитті шатастырды
Дьюк университеті мен IonQ компаниясының зерттеушілер тобы таратылған кванттық есептеулер саласында серпіліс жасады. Тарихта алғаш рет олар үш жеке атомдық кубит арасында үшжақты шиеленіскен күйді (GHZ-күй) құра алды, бұл кубиттер кеңістікте бөлініп, фотондық арналар арқылы жалғанған. Бұл — жеке басқарылатын және масштабталатын жалғыз атомдар платформасында осындай нәтижеге қол жеткізілген алғашқы жағдай.
Эксперименттің техникалық мәні
Кванттық шиеленіс — бөлшектер арасындағы қашықтыққа қарамастан, олардың тығыз байланыста болу құбылысы. Біреуінің өзгеруі екіншісіне лезде әсер етеді. Бұған дейін ғалымдар екі түйін арасындағы шиеленісті, сондай-ақ басқа физикалық платформаларда үш түйінді желілерді көрсеткен болатын. Алайда қазіргі эксперименттің ерекшелігі — ол алғаш рет жеке атомдық кубиттерде, яғни толыққанды кванттық процессорларды құрудың негізгі элементтерінде жүзеге асырылды.
Жұмыс барысында зерттеушілер шиеленіскен күйдің сенімділігін (fidelity) 84–88% деңгейінде қамтамасыз етті. Сонымен қатар, олар толық таратылған көпкомпонентті кванттық күй үшін «анықтау олқылығын» алғаш рет жаба алды. Қосымша растау ретінде Мермин теңсіздігінің бұзылуы тіркелді — бұл нағыз кванттық корреляциялардың бар екенін дәлелдейтін қатаң сынақтардың бірі.
Бұл индустрия үшін неге маңызды
Қазіргі кванттық компьютерлердің басты мәселесі — масштабтау. Қателер мен физикалық шектеулерге байланысты миллиондаған кубиттері бар бір алып процессорды жасау өте қиын. Сондықтан көптеген әзірлеушілер модульдік архитектураға көшуде: монолитті құрылғының орнына фотондармен жалғанған көптеген кванттық түйіндерден тұратын желі құрылады. Бұл ресурстар мыңдаған серверлер арасында бөлінген классикалық интернеттің эволюциясын еске түсіреді.
Жаңа эксперимент — осы бағыттағы тікелей қадам. Ол жеке атомдық жадылардың фотондық байланыстар арқылы ортақ кванттық күйді құра алатынын және операциялардың жоғары дәлдігін сақтайтынын дәлелдейді. Бұған дейін IonQ екі қашықтағы иондық жүйе арасындағы шиеленісті көрсеткен болатын, ал қазір архитектура үш толыққанды түйінге дейін кеңейтілді.
Технология әлі коммерциялық қолданудан алыс болса да, мұндай нәтижелер болашақ таратылған кванттық компьютерлердің, қорғалған коммуникациялық желілердің және, сайып келгенде, кванттық интернеттің негізі болып табылады.
Менің пікірім: Бұл эксперимент кванттық желілер саласында теориядан практикаға көшуді белгілейді. Атомдық кубиттерде анықтау олқылықтарын жауып, үшжақты шиеленіске қол жеткізу — бұл жай зертханалық рекорд емес, қатеге төзімді таратылған кванттық жүйелерді құрудағы нақты қадам. Инвесторлар мен әзірлеушілер IonQ-ға мұқият назар аударуы керек: модульдік тәсіл мейнстримге айналуда.